CCS技術是Carbon Capture and Storage 的縮寫，是將二氧化碳（CO2）捕獲和封存的技術。CCS技術是指通過碳捕捉技術，將工業和有關能源產業所生產的二氧化碳分離出來，再通過碳儲存手段，將其輸送并封存到海底或地下等與大氣隔絕的地方。目前，CCS技術尚處于研發階段。
第三屆“碳封存領導人論壇”部長級會議2009年10月13日在英國倫敦舉行。會議發布的公報說，在2009年年底舉行的聯合國氣候變化大會上，應考慮將“碳捕捉與儲存(CCS)”技術納入可能達成的新全球協議中。
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目錄
? 1 技術概況
? 2 組成
? 3 成本
? 4 國際現狀
? 5 中國現狀
? 1 技術概況
? 2 組成
o 2.1 碳捕集
o 2.2 碳封存
o 2.3 運輸
? 3 成本
? 4 國際現狀
o 4.1 日本
o 4.2 歐盟
o 4.3 美國
o 4.4 波蘭
? 5 中國現狀
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CCS技術 - 技術概況
CCS（Carbon Capture and Storage)技術示意圖CCS是穩定大氣溫室氣體濃度的減緩行動組合中的一種選擇方案。 CCS具有減少整體減緩成本以及增加實現溫室氣體減排靈活性的潛力。CCS的廣泛應用取決于技術成熟性、成本、整體潛力、在發展中國家的技術普及和轉讓及其應用技術的能力、法規因素、環境問題和公眾反應。CO2的捕獲可用于大點源。CO2將被壓縮、輸送并封存在地質構造、海洋、碳酸鹽礦石中，或是用于工業流程。CO2大點源包括大型化石燃料或生物能源設施、主要CO2排放型工業、天然氣生產、合成燃料工廠以及基于化石燃料的制氫工廠。潛在的技術封存方式有：地質封存（在地質構造中，例如石油和天然氣田、不可開采的煤田以及
深鹽沼池構造），海洋封存（直接釋放到海洋水體中或海底）以及將CO2固化成無機碳酸鹽。
CCS技術 - 組成
碳捕集
CCS（Carbon Capture and Storage)技術示意圖CCS技術由碳捕集和碳封存兩個部分組成。其中，碳捕集技術最早應用于煉油、化工等行業。由于這些行業排放的CO2濃度高、壓力大，捕集成本并不高。而在燃煤電廠排放的CO2則恰好相反，捕集能耗和成本較高。現階段的碳捕集技術尚無法解決這一問題。
碳捕集技術目前大體上分作三種：燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒捕集。三者各有優勢，卻又各有技術難題尚待解決，目前呈并行發展之勢。哪一種先取得突破，哪一種就會成為未來的主流。
燃燒前捕集技術以IGCC（整體煤氣化聯合循環）技術為基礎：先將煤炭氣化成清潔氣體能源，從而把CO2在燃燒前就分離出來，不進入燃燒過程。而且，CO2的濃度和壓力會因此提高，分離起來較方便，是目前運行成本最廉價的捕集技術，其前景為學界所看好。問題在于，傳統電廠無法應用這項技術，而是需要重新建造專門的IGCC電站，其建造成本是現有傳統發電廠的兩倍以上。
燃燒后捕集可以直接應用于傳統電廠，北京高碑店熱電廠所采用的就是這條技術路線。這一技術路線對傳統電廠煙氣中的CO2進行捕集，投入相對較少。這項技術分支較多，可以分為化學吸收法、物理吸附法、膜分離法、化學鏈分離法等等。其中，化學吸收法被認為市場前景最好，受廠商重視程度也最高，但設備運行的能耗和成本較高。
事實上，由于傳統電廠排放的CO2濃度低、壓力低，無論采用哪種燃燒后捕集技術，能耗和成本都難以降低。如果說，燃燒前捕集技術的建設成本高、運行成本低，那么燃燒后捕集技術則是建設成本低、運行成本高。
富氧燃燒捕集技術試圖綜合前兩種技術的優點，做到既可以在傳統電廠中應用，排出的CO2的濃度和壓力也較高。由于該技術主要著力在燃燒過程中，也被看作是燃燒中捕集技術。與傳統電廠直接用空氣助燃的燃燒技術不同，富氧燃燒是用純度非常高的氧氣助燃，同時在鍋爐內加壓，使排出的CO2在濃度和壓力上與IGCC差不多，再用燃燒后的捕集技術進行捕集，從而降低了前期投入和捕集成本。但看似完美無缺的解決方案，卻有一個巨大的技術難題——制氧成本太高，這也使得富氧燃燒捕集技術在經濟性上并沒有太大優勢。
碳封存
若把CCS作為一個系統來看，碳捕集的成本要占到2/3，碳封存的成本占1/3。碳封存技術相對于碳捕集技術也更加成熟，主要有三種：海洋封存、油氣層封存和煤氣層封存。與碳捕集技術多路線并行發展不同，碳封存技術路線主次分明，方向明確。
海洋封存有兩種潛在的實施途徑：一種是經固定管道或移動船只將CO2注入并溶解到水體中（以1000米以下最為典型），另一種則是經由固定的管道或者安裝在深度3000米以下的海床上的沿海平臺將其沉淀，此處的CO2比水更為密集，預計將形成一個“湖”，從而延緩CO2分解在周圍環境中。海洋封存及其生態影響尚處于研究階段 。
油氣層封存分為廢棄油氣層封存和現有油氣層封存。國際上有企業在研究利用廢棄油氣層的可行性，但并不被看好。主要原因在于目前人類對油氣層的開采率只能達到30%—40%，隨著技術進步，存在著將剩余的60%—70%的油氣資源開采出來的可能性。所以，世界上尚不存在真正意義上的廢氣油氣田。
通過利用現有油氣田封存CO2被認為是未來的主流方向，這項技術被稱為CO2強化采油技術，即將CO2注入油氣層起到驅油作用，既可以提高采收率，又實現了碳封存，兼顧了經濟效益和減排效果。這項技術起步較早，最近10年發展很快，實際應用效果得到了肯定，也是中國優先發展的技術方向。
煤層氣封存技術是指將CO2注入比較深的煤層當中，置換出含有甲烷的煤層氣，所以這項技術也具有一定的經濟性。但必須選在較深的煤層中，以保證不會因開采而造成泄漏。中國已經和加拿大合作開發了示范項目，投資高、效果不錯。問題在于CO2進入煤氣層后發生融脹反應，導致煤氣層的空隙變小、注入CO2會越來越難，逐漸再也無法注入。所以，該技術并不為研究人員看好。
效率
對人為的和自然界的類似情況的觀測和模式都表明在適當選擇并進行管理的地質封存儲層中，被保留的部分很可能25在100年時間里維持在99%以上，并且也有可能191,000年中維持在99%以上。海洋封存的CO2其釋放將是逐漸的，會延續幾百年。在礦石碳化的情況下，已封存的CO2不會向大氣釋放。
運輸
運輸成本在CCS技術系統當中所比重相當小。主要有兩種方式：管道運輸和灌裝運輸，技
術上問題不大。
管道運輸是一種成熟的市場技術，也是運輸CO2最常用的方法。一次性投資較大，適宜運輸距離較遠、運輸量較大的情況。灌裝運輸主要通過鐵路或公路進行運輸，僅適合短途、小量的運輸，大規模使用不具有經濟性。
CCS技術 - 成本
在大多數CCS系統中，捕獲（包括壓縮）的成本是最大的成本部分。能源和經濟模式指出CCS系統對于減緩氣候變化的主要貢獻將來自于其在電力行業的發展。正如本報告估計的那樣，大多數模擬結果表明當CO2價格開始達到大約25－30美元/噸CO2時，CCS系統才開始出現在顯著的部署規模。
在2002年的狀況下，估計CCS在產電方面的應用將使產電成本增加大約0.01－0.05美元16/千瓦時（US$/kWh），具體成本將取決于燃料、特定技術、場地以及國家環境。將EOR的利益包含在內，會使CCS造成的額外電力生產成本降低大約0.01－0.02美元/千瓦時17。用
于產電的燃料市場價格的上升通常會使CCS的成本增加。石油價格對于CCS的量化影響尚不確定。然而，來自于EOR的收入通常隨石油價格升高而上升。CCS在小規模的基于生物質的電力生產中的應用會大幅度增加用電成本，在一家較大的具備CCS的煤電廠中進行生物質復合燃燒將更有成本效益。 與新建一個采用捕獲系統的電廠相比，預計用CO2捕獲系統改裝現有電廠將產生較高的成本并顯著降低總體效率。對于一些剛建不久和效率高的現有電廠或者對于電廠已大幅度升級或重建的電廠，改裝的成本劣勢會減少。
CCS技術 - 國際現狀
英國正在幫助中國和印度開發CCS技術，圖中所示是一所CCS示范工廠的透視圖
世界上有很多的CCS項目正在運行中，其中較有代表性的有三個，即挪威國家石油公司在北海的Sleipne項目、阿爾及利亞的In Salah項目和加拿大Weyburn項目。這些項目有些將二氧化碳注入海底或地下，有些注入油田，以提高油田的采收率。
日本
日本最大的煤用戶“日本電力”（J-Power）是日本與澳大利亞合作研究CCS技術項目的一部分，據稱該小組是世界首個全面運用CCS技術的項目，以削減碳排放。
該項目根據澳大利亞和日本政府間的協議把日本的氧燃燒技術和澳大利亞潛在的CCS儲藏地結合起來進行。進行該項目的日本公司有J-Power、IHI、Mitsui等，澳大利亞公司有Xstrata、澳大利亞昆士蘭電力供電商CS能源和Schlumberger有限公司，以及澳大利亞煤炭聯合會。在3年多的試驗期中，10萬多噸二氧化碳將被儲藏在地下，相當于該廠排放量的10-%-15%。J-Power公司目前尚無進行商業規模CCS電廠建設計劃，但該公司稱，他們未來將出售技術給中國和印度。
歐盟
歐盟在斯洛文尼亞人任期期間已經達成碳俘獲和儲存協議。提議支持的條款很寬泛，但為儲存大量CO2，協議仍然需要比如安全方面的細節條款。CCS技術或許能為許多國家提供改善能源安全的機會，即允許他們繼續燃燒大量煤炭，幫助諸如中國這樣的國家削減二氧化碳排放。
工業界評估表明，首座商業規模的CCS試驗電廠可能在2012－2015年運行。但這個時間表很可能改變，因為最近美國、英國和加拿大的項目被取消。歐洲電力公司E.ON 和 Electrabel 稱，他們將與日立歐洲電力公司組成小組在他們電廠檢測清潔煤技術。可移動檢測器能夠每小時處理5000立方米煤燃燒過的煙氣，并且可以從一處移到另一處。歐洲的競爭者RWE和Vattenfall公司也在為這些項目工作。
美國
美國電力的一半來自燃煤，每年要向大氣排放CO2達15億t。美國威斯康辛州的密歇根海灘附近準備建一座大型燃煤發電廠，該電廠煙囪里的CO2將被分離并捕捉，將捕捉到的CO2儲存在地下或海底上百年上千年，此項技術簡稱為CCS技術。這個名為Pleasant Prairie電
廠是CCS示范工程。該示范項目將耗資1100萬美元，由美國電力公司和阿爾斯通公司合資。
